MIR175P及MIR20A在制备依托泊苷耐药逆转剂中的应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310274073.5

申请日:

2013.07.02

公开号:

CN103520722A

公开日:

2014.01.22

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):A61K 45/00申请日:20130702|||公开

IPC分类号:

A61K45/00; C12Q1/68; G01N33/68; A61P35/00

主分类号:

A61K45/00

申请人:

中山大学

发明人:

翁桁游; 黄慧琳; 周惠; 屈良鹄

地址:

510275 广东省广州市海珠区新港西路135号

优先权:

专利代理机构:

广州粤高专利商标代理有限公司 44102

代理人:

谢敏楠

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内容摘要

本发明通过揭示肿瘤细胞对化疗药物依托泊苷(etoposide,又称VP-16、足叶乙甙)耐药性产生的机理,公开了诊断及逆转肿瘤细胞对依托泊苷耐药性的新方法。发明人通过检测对依托泊苷具有不同敏感性的肿瘤细胞中miRNA及凋亡相关蛋白的表达,发现miR-17-5p和miR-20a在对依托泊苷高度敏感的细胞中低表达,而其靶基因Bim-S促凋亡蛋白则呈现高表达。相反,在对依托泊苷具有耐药性的细胞中,miR-17-5p和miR-20a的表达量较高,而Bim-S蛋白则呈现低表达。使用miR-17-5p和/或miR-20a的抑制剂可以有效逆转肿瘤细胞对依托泊苷的耐药性。本发明提供了检测和/或预后癌症对依托泊苷耐药性的全新且简单有效的方法,并且提出逆转肿瘤细胞耐药性的手段,这在肿瘤的临床诊断和个性化治疗中具有潜在的巨大应用价值。

权利要求书

权利要求书
1.  miR-17-5p和/或miR-20a在制备检测和/或预后肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和/或耐受性的试剂中的应用。

2.  miR-17-5p和/或miR-20a表达水平测定试剂在制备检测和/或预后肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和/或耐受性的试剂中的应用。

3.  Bim-S促凋亡蛋白在制备检测和/或预后肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和/或耐受性的试剂中的应用。

4.  Bim-S促凋亡蛋白表达水平测定试剂在制备检测和/或预后肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和/或耐受性的试剂中的应用。

5.  Bim-S促凋亡蛋白表达促进剂在提高肿瘤细胞对依托泊苷的敏感性药物上的应用。

6.  miR-17-5p和/或miR-20a的抑制物在制备逆转肿瘤细胞对依托泊苷耐受性药物中的应用。

7.  根据权利要求5所述的应用,其特征在于所述miR-17-5p或miR-20a的抑制物是针对miR-17-5p或miR-20a的反义寡核苷酸或其他小分子化合物。

8.  miR-17-5p和/或miR-20a的抑制物与依托泊苷联合在制备肿瘤治疗药物上的应用。

9.  如权利要求8所述的应用,其特征在于所述的肿瘤治疗药物为抑制肿瘤生长和/或诱导肿瘤凋亡的药物。

10.  如上述任一权利要求所述的应用,其特征在于所述的肿瘤为miR-17和/或miR-20a高表达的肿瘤。

说明书

说明书miR-17-5p及miR-20a在制备依托泊苷耐药逆转剂中的应用
技术领域
本发明涉及医药生物领域,涉及肿瘤耐药性诊断和治疗,更具体涉及通过检测标志性微RNA和凋亡调控蛋白的表达预测肿瘤细胞对化疗药物依托泊苷的敏感性和/或耐受性的方法,以及通过改变miR-17-5p、miR-20a微RNA的表达和Bim-S促凋亡蛋白的表达而降低肿瘤对依托泊苷耐药性的应用。
背景技术
化疗是肿瘤临床治疗的主要手段之一。然而,肿瘤细胞的耐药性常常使得化疗药物的疗效被大大削弱,其结果是肿瘤病人对药物治疗不再敏感,并导致肿瘤复发。因此,在临床诊断中检测或预后肿瘤细胞对化疗药物的耐药性,并开发逆转肿瘤耐药性的药物,是提高化疗疗效及肿瘤治愈率的关键环节。
目前研究发现肿瘤耐药的分子机制非常复杂,主要包括药物靶基因突变或扩增、药物外排作用相关蛋白表达增强、细胞凋亡途径异常和DNA损伤修复基因表达增强等。最近的研究表明细胞凋亡和抗凋亡关键途径的异常是肿瘤耐药发生和发展的关键因素之一。由于化疗主要是通过诱导凋亡的方式治疗肿瘤,因此肿瘤细胞凋亡途径的缺陷将使得凋亡程序无法被启动,导致肿瘤细胞对治疗产生抗性。肿瘤细胞对化疗药物诱导的凋亡产生抗性主要与以下几个方面有关:(1)促凋亡蛋白失活,其中线粒体凋亡途径的激发者Bim和执行者Bax起着至关重要的作用。例如,Bax的低表达可导致转移性乳腺癌患者对化疗药物的抗性以及低生存率。非小细胞肺癌细胞株对紫杉醇诱导的凋亡的敏感性与Bim而非Bcl-2家族其他成员的表达相关。过表达Bim可以使原本对紫杉醇不敏感的细胞转变成敏感的细胞,而敲低Bim的表达则可以降低紫杉醇诱导的凋亡。类似的结果在乳腺癌和前列腺癌细胞株中都可以观察到。另外,Bim的缺失可影响BMK负瘤小鼠对于紫杉醇的敏感性。(2)过表达抗凋亡基因,如Bcl-2、Bcl-xl、Mcl-1等。(3)p53的缺失或位点突变。
针对肿瘤耐药产生的原因,逆转耐药性常用的策略包括对药物与靶基因结合的位点进行修饰、采用钙离子通道阻滞剂、增强细胞凋亡程度等。由于微RNA (miRNA)对细胞内基因转录后表达的广泛调控,其在肿瘤治疗中的应用也是近年来的研究热点,尤其是微RNA在逆转肿瘤细胞对化疗药物的耐受性方面表现出了良好的运用前景。例如,在胆管癌病人中miR-21高表达,通过抑制miR-21的表达水平可提高胆管癌细胞对化疗药物吉西他滨的敏感性。在乳腺癌细胞中miR-21的表达高于正常乳腺细胞,用反义寡核苷酸降低MCF-7乳腺癌细胞中miR-21的表达,可以抑制MCF-7的体外和体内增殖并提高MCF-7对化疗药物托泊替康的敏感性。关于微RNA与肿瘤化疗耐药性的相关性研究正如火如荼,有望为成为逆转肿瘤耐药性的新疗法。
依托泊苷又称VP-16或足叶乙甙,是一种细胞周期特异性的抗肿瘤药物,主要作用于DNA拓扑异构酶II,形成药物-酶-DNA稳定的可逆性复合物从而阻碍DNA修复。依托泊苷被广泛应用于癌症的化疗方案,但由于化疗存在着比较严重的骨髓抑制、胃肠道反应和肝肾损伤等,故需与其他药物联合使用。另外,依托泊苷也存在耐药性问题,通过联合用药不仅可以降低化学药物的细胞毒性,减少副作用,也能增强化疗效果。
研究表明微RNA与依托泊苷的耐药性密切相关,在MCF-7/VP-16乳腺癌耐药细胞中miR-326表达下降,而在多药耐药(包括依托泊苷、顺铂、阿霉素等)的小细胞肺癌中miR-134表达下降,这两个微RNA都是以多药耐药相关蛋白MRP-1为靶点而起作用的。寻找凋亡相关的微RNA作为依托泊苷耐药性诊断的标志物,并通过将微RNA模拟物或抑制剂与依托泊苷联合用药来逆转肿瘤细胞的耐药性,对肿瘤的个性化诊断和治疗具有非常重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足,提供诊断肿瘤细胞对依托泊苷耐药性的新试剂和新方法。
本发明具体的思路是提供了miR-17-5p和/或miR-20a在诊断肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和/或耐受性中的应用,Bim-S促凋亡蛋白在诊断肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和/或耐受性中的应用;以及逆转肿瘤细胞对依托泊苷耐药性的新手段,具体为将miR-17-5p和/或miR-20a的抑制剂与依托泊苷联合用于肿瘤治疗。
申请人经过大量研究发现,miR-17-5p和miR-20a在对依托泊苷高度敏感的肿瘤细胞中低表达,而其靶基因Bim-S促凋亡蛋白则呈现高表达。相反,在对依托泊苷具有耐药性的肿瘤细胞中,miR-17-5p和miR-20a的表达量较高,而Bim-S蛋白则呈现低表达。通过使用miR-17-5p和/或miR-20a的抑制剂,可以有效逆转肿瘤细胞对依托泊苷的耐药性。两种药物联合使用对肿瘤细胞的生长抑制作用和凋亡诱导作用显著大于单一药物的效果或者两种药物单独使用效果的简单加和。
发明提供了以下多个技术方案:
miR-17-5p和/或miR-20a在制备检测和/或预后肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和/或耐受性的试剂中的应用。
miR-17-5p和/或miR-20a表达水平测定试剂在制备检测和/或预后肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和/或耐受性的试剂中的应用。
Bim-S促凋亡蛋白在制备检测和/或预后肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和/或耐受性的试剂中的应用。
Bim-S促凋亡蛋白表达水平测定试剂在制备检测和/或预后肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和/或耐受性的试剂中的应用。
Bim-S促凋亡蛋白表达促进剂在提高肿瘤细胞对依托泊苷的敏感性药物上的应用。
miR-17-5p和/或miR-20a的抑制物在制备逆转肿瘤细胞对依托泊苷耐受性药物中的应用。所述miR-17-5p或miR-20a的抑制物是针对miR-17-5p或miR-20a的反义寡核苷酸或其他小分子化合物。
miR-17-5p和/或miR-20a的抑制物与依托泊苷联合在制备肿瘤治疗药物上的应用。所述的肿瘤治疗药物为抑制肿瘤生长和/或诱导肿瘤凋亡的药物。
上述所说的肿瘤可以为miR-17及miR-20a高表达的肿瘤,包括白血病、淋巴瘤、肺癌、肝癌、膀胱癌、结肠癌、前列腺癌、胃癌、胰腺癌、乳腺癌等。
同时,发明提供了以下方法:
(I)通过检测肿瘤细胞中的miR-17-5p和/或miR-20a的成熟体的表达水平检测和/或预后肿瘤细胞对依托泊苷的敏感性和/或耐受性。miR-17-5p和/或miR-20a成熟体表达水平高的肿瘤细胞对依托泊苷具有耐受性,miR-17-5p和/或miR-20a成熟体表达水平低的肿瘤细胞对依托泊苷不具有耐受性。miR-17-5p和/或miR-20a的成熟体的表达水平的检测方法可以为半定量RT-PCR、定量RT-PCR等。
(II)Bim-S促凋亡蛋白在检测和预后肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和/或耐受性中的应用。通过检测肿瘤细胞中的Bim-S的蛋白表达水平检测和/或预后肿瘤细胞对依托泊苷的敏感性和/或耐受性。Bim-S蛋白表达水平低的肿瘤细胞对依托泊苷具有耐受性,Bim-S蛋白表达水平高的肿瘤细胞对依托泊苷不具有耐受性。Bim-S蛋白表达水平的检测方法可以为蛋白免疫印记、免疫组化等。
(III)同时检测肿瘤细胞中的miR-17-5p和/或miR-20a的成熟体的表达水平以及Bim-S的蛋白表达水平检测和/或预后肿瘤细胞对依托泊苷的敏感性和/或耐受性。
(IV)miR-17-5p和/或miR-20a的抑制物在逆转肿瘤细胞对依托泊苷耐受性中的应用。miR-17-5p或miR-20a的抑制物可以是针对miR-17-5p或miR-20a的反义寡核苷酸或其他小分子化合物。通过使用miR-17-5p和/或miR-20a的抑制物降低miR-17-5p和/或miR-20a的表达,可以提高肿瘤细胞对依托泊苷的敏感性。通过使用miR-17-5p和/或miR-20a抑制物上调Bim-S促凋亡蛋白的表达,可以提高肿瘤细胞对依托泊苷的敏感性。
(V)将miR-17-5p和/或miR-20a的抑制物与依托泊苷联合用于肿瘤治疗能够显著增强对肿瘤细胞的生长抑制作用和凋亡诱导作用。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明提供了检测和/或预后癌症对依托泊苷耐药性的方法,其中miR-17-5p和miR-20a成熟体的表达可通过定量PCR等方法进行检测,Bim-S蛋白的表达可通过免疫印迹或免疫组化等方法进行检测,技术简单易行,检测周期短,可操作性强,临床意义十分重大。
本发明提供了使用miR-17-5p和miR-20a的抑制剂逆转依托泊苷耐药性的方法,为靶向治疗肿瘤提供了思路,对依托泊苷耐受肿瘤的临床治疗具有潜在的巨大应用价值。
附图说明
图1. 实施例1中依托泊苷对K562细胞和HL60细胞生长和凋亡的影响,其中A为不同浓度VP-16处理下细胞的存活率;B为Annexin V/PI双染得到的细胞凋亡率。
图2. 实施例2中K562细胞和HL60细胞中miR-17-5p、miR-20a以及Bim-S蛋白的表达差异,其中A为miR-17-5p和miR-20a的相对表达水平;B为Bim-S蛋白的表达检测。
图3. 实施例3中miR-17-5p、miR-20a抑制剂或Bim-S表达载体对K562细胞凋亡的影响,其中A为转染miR-17-5p、miR-20a抑制剂后Annexin V/PI双染法指示细胞凋亡;B为免疫印迹确认Bim蛋白表达载体在细胞内的表达;C为转染Bim-S蛋白表达载体后Annexin V/PI双染法指示细胞凋亡。
图4. 实施例4 miR-17-5p或miR-20a的抑制剂增强K562细胞对VP-16的敏感性,其中A为不同miRNA抑制剂对Bim-S蛋白表达影响;B为转染miR-17-5p或miR-20a的抑制剂后K562细胞在不同浓度依托泊苷处理下的存活抑制率;C为转染miR-17-5p或miR-20a的抑制剂后K562细胞在依托泊苷处理下的细胞凋亡率。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步解释本发明。实施例中用到的主要材料如下:
依托泊苷:购自Sigma公司,使用二甲基亚枫(DMSO)配置成100 mmol/L的储液,冻于-20度,每次使用时用培养基稀释至工作浓度。
细胞系:实施例中所用细胞系均购自中国科学院上海生命科学研究院细胞资源中心。
抗体:Bim抗体购自美国Cell Signaling Technology公司。
miRNA抑制剂:实施例中所用miRNA抑制剂均购自美国Dharmacon公司。
miRNA定量PCR试剂盒:购自丹麦Exiqon公司。
Neon电转染系统:购自美国Invitrogen公司。
实施例1 K562细胞和HL60细胞对化疗药物依托泊苷的敏感性差异
将K562细胞和HL60细胞按3×105/mL的密度接种于96孔板,培养24小时后分别加入0.1~100 μmol/L 依托泊苷处理24小时(以DMSO作为对照),然后采用MTT检测细胞活性。实验结果见图1A,在各个测试浓度下,依托泊苷均不能有效降低K562细胞的存活率,100 μmol/L 依托泊苷仅能使K562细胞的存活率降低约10%。相反,依托泊苷对HL60细胞的抑制作用与药物剂量呈现正相关性,100 μmol/L 依托泊苷即可使HL60细胞的存活率降低至40%以下。
将K562细胞和HL60细胞按3×105/mL的密度接种于48孔板,培养24小时后分别加入10~100 μmol/L 依托泊苷处理24小时(以DMSO作为对照)。24小时后收集细胞通过AnnexinV-FITC/PI染色检测细胞凋亡。在各个测试浓度下,依托泊苷均不能有效诱导K562细胞发生凋亡(图1B)。相反,低浓度(10 μmol/L)的依托泊苷即可使90%以上的HL60细胞发生凋亡。这些结果表明K562细胞对依托泊苷具有耐药性,而HL60细胞则对依托泊苷具有很高的敏感性。
实施例2 K562细胞和HL60细胞中miR-17-5p、miR-20a以及Bim-S蛋白的表达差异
收集处于对数生长期的K562细胞和HL60细胞,使用Trizol Reagent(美国Invitrogen公司)进行细胞总RNA的提取。采用紫外分光光度计测定RNA浓度。然后将提取的总RNA用miRCURY LNA? Universal RT microRNA PCR(丹麦Exiqon公司)试剂盒进行逆转录(42 °C 1 hr,95 °C 5 min)及实时定量PCR反应,以U6 snRNA的表达水平作为内对照分析miR-17-5p和miR-20a成熟体miRNA在K562细胞和HL60细胞中的表达差异。结果表明,K562细胞中的miR-17-5p和miR-20a成熟体miRNA的表达水平均高于HL60细胞,约为HL60细胞的3倍(图2A)。
收集处于对数生长期的K562细胞和HL60细胞,使用RIPA细胞裂解液裂解细胞总蛋白,并用BCA Protein Assay Kit(美国Thermo Fisher公司)进行蛋白定量。取等量的K562总蛋白和HL60总蛋白进行SDS-聚丙烯酰胺(SDS-PAGE)凝胶电泳和免疫印迹检测,以GAPDH(甘油醛-3-磷酸脱氢酶)看家基因的蛋白产物的表达水平作为内对照分析促凋亡蛋白Bim-S在K562细胞和HL60细胞中的表达差异。如图2B所示,Bim-S蛋白在K562细胞中的表达水平显著低于其在HL60中的表达水平。
实施例3 抑制miR-17-5p、miR-20a或过表达Bim-S对细胞凋亡的影响
为了研究miR-17-5p和miR-20a在细胞凋亡中的作用,我们使用Neon电转染系统将单链的miR-17-5p或miR-20a的抑制剂转染进K562细胞。48小时后收集细胞通过AnnexinV-FITC/PI染色检测细胞凋亡。与阴性对照相比,miR-17-5p或miR-20a的抑制剂均可显著提高K562细胞发生凋亡的比例(图3A)。
为了研究Bim-S蛋白对细胞凋亡的影响,我们构建了过表达Bim-S的表达载体。首先使用如下引物(由广州英潍捷基有限公司合成)扩增K562细胞中的Bim cDNA:
上游引物:TTGGATCCCGCCACCATGGCAAAGCAACCTTCTGATG,
下游引物:TTGAATTCTCAATGCATTCTCCACACCAGG。
割胶回收大小符合Bim-S的DNA条带,使用BamHI和 EcoRI限制性内切酶进行双酶切并克隆至pcDNA3载体中,得到Bim-S表达载体并测序确认。使用Neon电转染系统将Bim-S表达载体转染进K562细胞。48小时后收集细胞,部分用于免疫印迹检测(图3B),部分通过AnnexinV-FITC/PI染色检测细胞凋亡(图3C)。与空载相比,Bim-S表达载体可显著提高K562细胞发生凋亡的比例(图3C)。
实施例4 miR-17-5p或miR-20a的抑制剂可逆转K562细胞对依托泊苷的耐药性
使用Neon电转染系统将miR-17-5p、miR-18、miR-19a、miR-19b或miR-20a的抑制剂转染进K562细胞。48小时后收集细胞,使用RIPA细胞裂解液裂解细胞总蛋白,并用BCA Protein Assay Kit进行蛋白定量。取等量的总蛋白进行SDS-聚丙烯酰胺(SDS-PAGE)凝胶电泳和免疫印迹检测,以GAPDH(甘油醛-3-磷酸脱氢酶)看家基因的蛋白产物的表达水平作为内对照分析各miRNA抑制剂对促凋亡蛋白Bim-S的表达水平的影响。结果显示仅miR-17-5p和miR-20a的抑制剂能上调Bim-S蛋白的表达(图4A)。
使用Neon电转染系统将miR-17-5p或miR-20a的抑制剂转染进K562细胞, 并将转染后的K562细胞接种于96孔板中。48小时后,分别加入10~80 μmol/L 依托泊苷处理细胞24小时(以DMSO作为对照),然后采用MTT检测细胞活性。如图4B所示,miR-17-5p或miR-20a的抑制剂可以增加依托泊苷对K562细胞存活率的抑制,并且这种抑制作用与依托泊苷的剂量呈现正相关性。
使用Neon电转染系统将miR-17-5p或miR-20a的抑制剂转染进K562细胞, 并将转染后的K562细胞接种于48孔板中。48小时后,分别加入40 μmol/L 依托泊苷处理细胞24小时(以DMSO作为对照),然后收集细胞通过AnnexinV-FITC/PI染色检测细胞凋亡。miR-17-5p或miR-20a的抑制剂均可提高K562细胞在依托泊苷下的凋亡率(图4C),这些结果说明通过miR-17-5p或miR-20a的抑制剂抑制miR-17-5p或miR-20a的表达,可以上调Bim-S促凋亡蛋白的表达并逆转K562细胞对依托泊苷的耐药性。

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1、(10)申请公布号 CN 103520722 A (43)申请公布日 2014.01.22 CN 103520722 A (21)申请号 201310274073.5 (22)申请日 2013.07.02 A61K 45/00(2006.01) C12Q 1/68(2006.01) G01N 33/68(2006.01) A61P 35/00(2006.01) (71)申请人 中山大学 地址 510275 广东省广州市海珠区新港西路 135 号 (72)发明人 翁桁游 黄慧琳 周惠 屈良鹄 (74)专利代理机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 代理人 谢敏楠 (54) 发明名称 m。

2、iR-17-5p 及 miR-20a 在制备依托泊苷耐药 逆转剂中的应用 (57) 摘要 本发明通过揭示肿瘤细胞对化疗药物依托泊 苷 (etoposide, 又称 VP-16、 足叶乙甙)耐药性产 生的机理, 公开了诊断及逆转肿瘤细胞对依托泊 苷耐药性的新方法。发明人通过检测对依托泊苷 具有不同敏感性的肿瘤细胞中 miRNA 及凋亡相 关蛋白的表达, 发现 miR-17-5p 和 miR-20a 在对 依托泊苷高度敏感的细胞中低表达, 而其靶基因 Bim-S 促凋亡蛋白则呈现高表达。相反, 在对依托 泊苷具有耐药性的细胞中, miR-17-5p 和 miR-20a 的表达量较高, 而Bim-S。

3、蛋白则呈现低表达。 使用 miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 的抑制剂可以有效逆 转肿瘤细胞对依托泊苷的耐药性。本发明提供了 检测和 / 或预后癌症对依托泊苷耐药性的全新且 简单有效的方法, 并且提出逆转肿瘤细胞耐药性 的手段, 这在肿瘤的临床诊断和个性化治疗中具 有潜在的巨大应用价值。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103520722 A CN 103520722 A 1/1 页 2 1.miR-17-5p 和 /。

4、 或 miR-20a 在制备检测和 / 或预后肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和 / 或耐受性的试剂中的应用。 2.miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 表达水平测定试剂在制备检测和 / 或预后肿瘤细胞对依 托泊苷敏感性和 / 或耐受性的试剂中的应用。 3.Bim-S 促凋亡蛋白在制备检测和 / 或预后肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和 / 或耐受性 的试剂中的应用。 4.Bim-S 促凋亡蛋白表达水平测定试剂在制备检测和 / 或预后肿瘤细胞对依托泊苷敏 感性和 / 或耐受性的试剂中的应用。 5.Bim-S 促凋亡蛋白表达促进剂在提高肿瘤细胞对依托泊苷的敏感性药物上的应用。 6.miR-17-5p 。

5、和 / 或 miR-20a 的抑制物在制备逆转肿瘤细胞对依托泊苷耐受性药物中 的应用。 7. 根据权利要求 5 所述的应用, 其特征在于所述 miR-17-5p 或 miR-20a 的抑制物是针 对 miR-17-5p 或 miR-20a 的反义寡核苷酸或其他小分子化合物。 8.miR-17-5p和/或miR-20a的抑制物与依托泊苷联合在制备肿瘤治疗药物上的应用。 9. 如权利要求 8 所述的应用, 其特征在于所述的肿瘤治疗药物为抑制肿瘤生长和 / 或 诱导肿瘤凋亡的药物。 10. 如上述任一权利要求所述的应用, 其特征在于所述的肿瘤为 miR-17 和 / 或 miR-20a 高表达的肿瘤。

6、。 权 利 要 求 书 CN 103520722 A 2 1/5 页 3 miR-17-5p 及 miR-20a 在制备依托泊苷耐药逆转剂中的应 用 技术领域 0001 本发明涉及医药生物领域, 涉及肿瘤耐药性诊断和治疗, 更具体涉及通过检测标 志性微RNA和凋亡调控蛋白的表达预测肿瘤细胞对化疗药物依托泊苷的敏感性和/或耐受 性的方法, 以及通过改变 miR-17-5p、 miR-20a 微 RNA 的表达和 Bim-S 促凋亡蛋白的表达而 降低肿瘤对依托泊苷耐药性的应用。 背景技术 0002 化疗是肿瘤临床治疗的主要手段之一。然而, 肿瘤细胞的耐药性常常使得化疗药 物的疗效被大大削弱, 其结。

7、果是肿瘤病人对药物治疗不再敏感, 并导致肿瘤复发。因此, 在 临床诊断中检测或预后肿瘤细胞对化疗药物的耐药性, 并开发逆转肿瘤耐药性的药物, 是 提高化疗疗效及肿瘤治愈率的关键环节。 0003 目前研究发现肿瘤耐药的分子机制非常复杂, 主要包括药物靶基因突变或扩增、 药物外排作用相关蛋白表达增强、 细胞凋亡途径异常和 DNA 损伤修复基因表达增强等。最 近的研究表明细胞凋亡和抗凋亡关键途径的异常是肿瘤耐药发生和发展的关键因素之一。 由于化疗主要是通过诱导凋亡的方式治疗肿瘤, 因此肿瘤细胞凋亡途径的缺陷将使得凋亡 程序无法被启动, 导致肿瘤细胞对治疗产生抗性。肿瘤细胞对化疗药物诱导的凋亡产生抗 。

8、性主要与以下几个方面有关 :(1) 促凋亡蛋白失活, 其中线粒体凋亡途径的激发者 Bim 和执 行者Bax起着至关重要的作用。 例如, Bax的低表达可导致转移性乳腺癌患者对化疗药物的 抗性以及低生存率。非小细胞肺癌细胞株对紫杉醇诱导的凋亡的敏感性与 Bim 而非 Bcl-2 家族其他成员的表达相关。过表达 Bim 可以使原本对紫杉醇不敏感的细胞转变成敏感的细 胞, 而敲低 Bim 的表达则可以降低紫杉醇诱导的凋亡。类似的结果在乳腺癌和前列腺癌细 胞株中都可以观察到。另外, Bim 的缺失可影响 BMK 负瘤小鼠对于紫杉醇的敏感性。 (2) 过 表达抗凋亡基因, 如 Bcl-2、 Bcl-xl。

9、、 Mcl-1 等。 (3) p53 的缺失或位点突变。 0004 针对肿瘤耐药产生的原因, 逆转耐药性常用的策略包括对药物与靶基因结合的位 点进行修饰、 采用钙离子通道阻滞剂、 增强细胞凋亡程度等。由于微 RNA (miRNA) 对细胞内 基因转录后表达的广泛调控, 其在肿瘤治疗中的应用也是近年来的研究热点, 尤其是微 RNA 在逆转肿瘤细胞对化疗药物的耐受性方面表现出了良好的运用前景。例如, 在胆管癌病人 中 miR-21 高表达, 通过抑制 miR-21 的表达水平可提高胆管癌细胞对化疗药物吉西他滨的 敏感性。在乳腺癌细胞中 miR-21 的表达高于正常乳腺细胞, 用反义寡核苷酸降低 M。

10、CF-7 乳 腺癌细胞中 miR-21 的表达, 可以抑制 MCF-7 的体外和体内增殖并提高 MCF-7 对化疗药物托 泊替康的敏感性。关于微 RNA 与肿瘤化疗耐药性的相关性研究正如火如荼, 有望为成为逆 转肿瘤耐药性的新疗法。 0005 依托泊苷又称 VP-16 或足叶乙甙, 是一种细胞周期特异性的抗肿瘤药物, 主要作 用于 DNA 拓扑异构酶 II, 形成药物 - 酶 -DNA 稳定的可逆性复合物从而阻碍 DNA 修复。依托 泊苷被广泛应用于癌症的化疗方案, 但由于化疗存在着比较严重的骨髓抑制、 胃肠道反应 说 明 书 CN 103520722 A 3 2/5 页 4 和肝肾损伤等, 。

11、故需与其他药物联合使用。另外, 依托泊苷也存在耐药性问题, 通过联合用 药不仅可以降低化学药物的细胞毒性, 减少副作用, 也能增强化疗效果。 0006 研究表明微 RNA 与依托泊苷的耐药性密切相关, 在 MCF-7/VP-16 乳腺癌耐药细 胞中 miR-326 表达下降, 而在多药耐药 (包括依托泊苷、 顺铂、 阿霉素等) 的小细胞肺癌中 miR-134表达下降, 这两个微RNA都是以多药耐药相关蛋白MRP-1为靶点而起作用的。 寻找 凋亡相关的微 RNA 作为依托泊苷耐药性诊断的标志物, 并通过将微 RNA 模拟物或抑制剂与 依托泊苷联合用药来逆转肿瘤细胞的耐药性, 对肿瘤的个性化诊断和。

12、治疗具有非常重要的 应用价值。 发明内容 0007 本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足, 提供诊断肿瘤细胞对依托泊苷耐 药性的新试剂和新方法。 0008 本发明具体的思路是提供了 miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 在诊断肿瘤细胞对依托泊 苷敏感性和 / 或耐受性中的应用, Bim-S 促凋亡蛋白在诊断肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和 / 或耐受性中的应用 ; 以及逆转肿瘤细胞对依托泊苷耐药性的新手段, 具体为将 miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 的抑制剂与依托泊苷联合用于肿瘤治疗。 0009 申请人经过大量研究发现, miR-17-5p 和 miR-20a 在对依托。

13、泊苷高度敏感的肿瘤 细胞中低表达, 而其靶基因 Bim-S 促凋亡蛋白则呈现高表达。相反, 在对依托泊苷具有耐药 性的肿瘤细胞中, miR-17-5p 和 miR-20a 的表达量较高, 而 Bim-S 蛋白则呈现低表达。通过 使用miR-17-5p和/或miR-20a的抑制剂, 可以有效逆转肿瘤细胞对依托泊苷的耐药性。 两 种药物联合使用对肿瘤细胞的生长抑制作用和凋亡诱导作用显著大于单一药物的效果或 者两种药物单独使用效果的简单加和。 0010 发明提供了以下多个技术方案 : miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 在制备检测和 / 或预后肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和 / 或 耐受性的。

14、试剂中的应用。 0011 miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 表达水平测定试剂在制备检测和 / 或预后肿瘤细胞对 依托泊苷敏感性和 / 或耐受性的试剂中的应用。 0012 Bim-S 促凋亡蛋白在制备检测和 / 或预后肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和 / 或耐受 性的试剂中的应用。 0013 Bim-S 促凋亡蛋白表达水平测定试剂在制备检测和 / 或预后肿瘤细胞对依托泊苷 敏感性和 / 或耐受性的试剂中的应用。 0014 Bim-S 促凋亡蛋白表达促进剂在提高肿瘤细胞对依托泊苷的敏感性药物上的应 用。 0015 miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 的抑制物在制备逆转肿瘤细胞对。

15、依托泊苷耐受性药物 中的应用。所述 miR-17-5p 或 miR-20a 的抑制物是针对 miR-17-5p 或 miR-20a 的反义寡核 苷酸或其他小分子化合物。 0016 miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 的抑制物与依托泊苷联合在制备肿瘤治疗药物上的应 用。所述的肿瘤治疗药物为抑制肿瘤生长和 / 或诱导肿瘤凋亡的药物。 0017 上述所说的肿瘤可以为miR-17及miR-20a高表达的肿瘤, 包括白血病、 淋巴瘤、 肺 说 明 书 CN 103520722 A 4 3/5 页 5 癌、 肝癌、 膀胱癌、 结肠癌、 前列腺癌、 胃癌、 胰腺癌、 乳腺癌等。 0018 同时,。

16、 发明提供了以下方法 : (I) 通过检测肿瘤细胞中的 miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 的成熟体的表达水平检测和 / 或预后肿瘤细胞对依托泊苷的敏感性和 / 或耐受性。miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 成熟体表 达水平高的肿瘤细胞对依托泊苷具有耐受性, miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 成熟体表达水平 低的肿瘤细胞对依托泊苷不具有耐受性。miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 的成熟体的表达水平 的检测方法可以为半定量 RT-PCR、 定量 RT-PCR 等。 0019 (II) Bim-S 促凋亡蛋白在检测和预后肿瘤细胞对依托泊苷敏感性和 。

17、/ 或耐受性中 的应用。通过检测肿瘤细胞中的 Bim-S 的蛋白表达水平检测和 / 或预后肿瘤细胞对依托 泊苷的敏感性和 / 或耐受性。Bim-S 蛋白表达水平低的肿瘤细胞对依托泊苷具有耐受性, Bim-S 蛋白表达水平高的肿瘤细胞对依托泊苷不具有耐受性。Bim-S 蛋白表达水平的检测 方法可以为蛋白免疫印记、 免疫组化等。 0020 (III) 同时检测肿瘤细胞中的 miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 的成熟体的表达水平以 及 Bim-S 的蛋白表达水平检测和 / 或预后肿瘤细胞对依托泊苷的敏感性和 / 或耐受性。 0021 (IV) miR-17-5p 和 / 或 miR-20。

18、a 的抑制物在逆转肿瘤细胞对依托泊苷耐受性中的 应用。miR-17-5p 或 miR-20a 的抑制物可以是针对 miR-17-5p 或 miR-20a 的反义寡核苷酸 或其他小分子化合物。通过使用 miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 的抑制物降低 miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 的表达, 可以提高肿瘤细胞对依托泊苷的敏感性。通过使用 miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 抑制物上调 Bim-S 促凋亡蛋白的表达, 可以提高肿瘤细胞对依托泊苷的敏感性。 0022 (V) 将 miR-17-5p 和 / 或 miR-20a 的抑制物与依托泊苷联合用于肿瘤治疗。

19、能够显 著增强对肿瘤细胞的生长抑制作用和凋亡诱导作用。 0023 与现有技术相比, 本发明具有以下有益效果 : 本发明提供了检测和 / 或预后癌症对依托泊苷耐药性的方法, 其中 miR-17-5p 和 miR-20a成熟体的表达可通过定量PCR等方法进行检测, Bim-S蛋白的表达可通过免疫印迹 或免疫组化等方法进行检测, 技术简单易行, 检测周期短, 可操作性强, 临床意义十分重大。 0024 本发明提供了使用 miR-17-5p 和 miR-20a 的抑制剂逆转依托泊苷耐药性的方法, 为靶向治疗肿瘤提供了思路, 对依托泊苷耐受肿瘤的临床治疗具有潜在的巨大应用价值。 附图说明 0025 图1。

20、. 实施例1中依托泊苷对K562细胞和HL60细胞生长和凋亡的影响, 其中A为 不同浓度 VP-16 处理下细胞的存活率 ; B 为 Annexin V/PI 双染得到的细胞凋亡率。 0026 图 2. 实施例 2 中 K562 细胞和 HL60 细胞中 miR-17-5p、 miR-20a 以及 Bim-S 蛋白 的表达差异, 其中A为miR-17-5p和miR-20a的相对表达水平 ; B为Bim-S蛋白的表达检测。 0027 图 3. 实施例 3 中 miR-17-5p、 miR-20a 抑制剂或 Bim-S 表达载体对 K562 细胞凋 亡的影响, 其中 A 为转染 miR-17-5p。

21、、 miR-20a 抑制剂后 Annexin V/PI 双染法指示细胞凋 亡 ; B 为免疫印迹确认 Bim 蛋白表达载体在细胞内的表达 ; C 为转染 Bim-S 蛋白表达载体后 Annexin V/PI 双染法指示细胞凋亡。 0028 图4. 实施例4 miR-17-5p或miR-20a的抑制剂增强K562细胞对VP-16的敏感性, 其中A为不同miRNA抑制剂对Bim-S蛋白表达影响 ; B为转染miR-17-5p或miR-20a的抑制 说 明 书 CN 103520722 A 5 4/5 页 6 剂后 K562 细胞在不同浓度依托泊苷处理下的存活抑制率 ; C 为转染 miR-17-5。

22、p 或 miR-20a 的抑制剂后 K562 细胞在依托泊苷处理下的细胞凋亡率。 具体实施方式 0029 下面结合具体实施例进一步解释本发明。实施例中用到的主要材料如下 : 依托泊苷 : 购自 Sigma 公司, 使用二甲基亚枫 (DMSO)配置成 100 mmol/L 的储液, 冻 于 -20 度, 每次使用时用培养基稀释至工作浓度。 0030 细胞系 : 实施例中所用细胞系均购自中国科学院上海生命科学研究院细胞资源中 心。 0031 抗体 : Bim 抗体购自美国 Cell Signaling Technology 公司。 0032 miRNA 抑制剂 : 实施例中所用 miRNA 抑制剂。

23、均购自美国 Dharmacon 公司。 0033 miRNA 定量 PCR 试剂盒 : 购自丹麦 Exiqon 公司。 0034 Neon 电转染系统 : 购自美国 Invitrogen 公司。 0035 实施例 1 K562 细胞和 HL60 细胞对化疗药物依托泊苷的敏感性差异 将 K562 细胞和 HL60 细胞按 3105/mL 的密度接种于 96 孔板, 培养 24 小时后分别加 入 0.1100 mol/L 依托泊苷处理 24 小时 (以 DMSO 作为对照) , 然后采用 MTT 检测细胞活 性。实验结果见图 1A, 在各个测试浓度下, 依托泊苷均不能有效降低 K562 细胞的存活。

24、率, 100 mol/L 依托泊苷仅能使K562细胞的存活率降低约10%。 相反, 依托泊苷对HL60细胞 的抑制作用与药物剂量呈现正相关性, 100 mol/L 依托泊苷即可使HL60细胞的存活率降 低至 40% 以下。 0036 将K562细胞和HL60细胞按3105/mL的密度接种于48孔板, 培养24小时后分别 加入 10100 mol/L 依托泊苷处理 24 小时 (以 DMSO 作为对照) 。24 小时后收集细胞通过 AnnexinV-FITC/PI 染色检测细胞凋亡。在各个测试浓度下, 依托泊苷均不能有效诱导 K562 细胞发生凋亡 (图 1B) 。相反, 低浓度 (10 mol。

25、/L) 的依托泊苷即可使 90% 以上的 HL60 细 胞发生凋亡。这些结果表明 K562 细胞对依托泊苷具有耐药性, 而 HL60 细胞则对依托泊苷 具有很高的敏感性。 0037 实施例 2 K562 细胞和 HL60 细胞中 miR-17-5p、 miR-20a 以及 Bim-S 蛋白的表达差 异 收集处于对数生长期的K562细胞和HL60细胞, 使用Trizol Reagent (美国Invitrogen 公司) 进行细胞总 RNA 的提取。采用紫外分光光度计测定 RNA 浓度。然后将提取的总 RNA 用 miRCURY LNA Universal RT microRNA PCR(丹麦 。

26、Exiqon 公司) 试剂盒进行逆转录 (42 C 1 hr, 95 C 5 min) 及实时定量 PCR 反应, 以 U6 snRNA 的表达水平作为内对照分析 miR-17-5p 和 miR-20a 成熟体 miRNA 在 K562 细胞和 HL60 细胞中的表达差异。结果表明, K562细胞中的miR-17-5p和miR-20a成熟体miRNA的表达水平均高于HL60细胞, 约为HL60 细胞的 3 倍 (图 2A) 。 0038 收集处于对数生长期的 K562 细胞和 HL60 细胞, 使用 RIPA 细胞裂解液裂解细胞总 蛋白, 并用 BCA Protein Assay Kit(美国。

27、 Thermo Fisher 公司) 进行蛋白定量。取等量的 K562 总蛋白和 HL60 总蛋白进行 SDS- 聚丙烯酰胺 (SDS-PAGE) 凝胶电泳和免疫印迹检测, 以 GAPDH(甘油醛 -3- 磷酸脱氢酶) 看家基因的蛋白产物的表达水平作为内对照分析促凋亡蛋 说 明 书 CN 103520722 A 6 5/5 页 7 白 Bim-S 在 K562 细胞和 HL60 细胞中的表达差异。如图 2B 所示, Bim-S 蛋白在 K562 细胞 中的表达水平显著低于其在 HL60 中的表达水平。 0039 实施例 3 抑制 miR-17-5p、 miR-20a 或过表达 Bim-S 对细。

28、胞凋亡的影响 为了研究 miR-17-5p 和 miR-20a 在细胞凋亡中的作用, 我们使用 Neon 电转染系统 将单链的 miR-17-5p 或 miR-20a 的抑制剂转染进 K562 细胞。48 小时后收集细胞通过 AnnexinV-FITC/PI 染色检测细胞凋亡。与阴性对照相比, miR-17-5p 或 miR-20a 的抑制剂 均可显著提高 K562 细胞发生凋亡的比例 (图 3A) 。 0040 为了研究Bim-S蛋白对细胞凋亡的影响, 我们构建了过表达Bim-S的表达载体。 首 先使用如下引物 (由广州英潍捷基有限公司合成) 扩增 K562 细胞中的 Bim cDNA : 。

29、上游引物 : TTGGATCCCGCCACCATGGCAAAGCAACCTTCTGATG, 下游引物 : TTGAATTCTCAATGCATTCTCCACACCAGG。 0041 割胶回收大小符合 Bim-S 的 DNA 条带, 使用 BamHI 和 EcoRI 限制性内切酶进行双 酶切并克隆至 pcDNA3 载体中, 得到 Bim-S 表达载体并测序确认。使用 Neon 电转染系统将 Bim-S 表达载体转染进 K562 细胞。48 小时后收集细胞, 部分用于免疫印迹检测 (图 3B) , 部 分通过 AnnexinV-FITC/PI 染色检测细胞凋亡 (图 3C) 。与空载相比, Bim-。

30、S 表达载体可显著 提高 K562 细胞发生凋亡的比例 (图 3C) 。 0042 实施例 4 miR-17-5p 或 miR-20a 的抑制剂可逆转 K562 细胞对依托泊苷的耐药性 使用 Neon 电转染系统将 miR-17-5p、 miR-18、 miR-19a、 miR-19b 或 miR-20a 的抑制剂 转染进 K562 细胞。48 小时后收集细胞, 使用 RIPA 细胞裂解液裂解细胞总蛋白, 并用 BCA Protein Assay Kit 进行蛋白定量。取等量的总蛋白进行 SDS- 聚丙烯酰胺 (SDS-PAGE) 凝 胶电泳和免疫印迹检测, 以 GAPDH(甘油醛 -3- 磷。

31、酸脱氢酶) 看家基因的蛋白产物的表达水 平作为内对照分析各 miRNA 抑制剂对促凋亡蛋白 Bim-S 的表达水平的影响。结果显示仅 miR-17-5p 和 miR-20a 的抑制剂能上调 Bim-S 蛋白的表达 (图 4A) 。 0043 使用 Neon 电转染系统将 miR-17-5p 或 miR-20a 的抑制剂转染进 K562 细胞 , 并 将转染后的 K562 细胞接种于 96 孔板中。48 小时后, 分别加入 1080 mol/L 依托泊苷处 理细胞 24 小时 (以 DMSO 作为对照) , 然后采用 MTT 检测细胞活性。如图 4B 所示, miR-17-5p 或miR-20a。

32、的抑制剂可以增加依托泊苷对K562细胞存活率的抑制, 并且这种抑制作用与依 托泊苷的剂量呈现正相关性。 0044 使用Neon电转染系统将miR-17-5p或miR-20a的抑制剂转染进K562细胞, 并将 转染后的 K562 细胞接种于 48 孔板中。48 小时后, 分别加入 40 mol/L 依托泊苷处理细 胞 24 小时 (以 DMSO 作为对照) , 然后收集细胞通过 AnnexinV-FITC/PI 染色检测细胞凋亡。 miR-17-5p 或 miR-20a 的抑制剂均可提高 K562 细胞在依托泊苷下的凋亡率 (图 4C) , 这些结 果说明通过 miR-17-5p 或 miR-20a 的抑制剂抑制 miR-17-5p 或 miR-20a 的表达, 可以上调 Bim-S 促凋亡蛋白的表达并逆转 K562 细胞对依托泊苷的耐药性。 说 明 书 CN 103520722 A 7 1/3 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103520722 A 8 2/3 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103520722 A 9 3/3 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 103520722 A 10 。

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